BR112021009941A2 - apparatus and method for roasting partially pre-roasted coffee beans, and processing unit - Google Patents

Abstract

"MÉTODO PARA TORREFAÇÃO DE GRÃOS DE CAFÉ. A presente invenção refere-se a um aparelho para torrefação de grãos de café parcialmente pré-torrados, que compreende: - um recipiente (1) para conter os grãos de café, - um aquecedor elétrico (13) para aquecer os grãos de café contidos no recipiente, - ao menos um sensor de temperatura (23) para medir a temperatura no recipiente, - um sistema de controle (180) operável para controlar o aquecedor, em que o sistema de controle é configurado para: - aplicar uma receita de torrefação dedicada à torrefação de grãos parcialmente pré-torrados que compreende ao menos um perfil de temperatura em função do tempo, - medir a concentração de ao menos um componente orgânico volátil (volatile organic component, VOC) na fumaça produzida no recipiente durante o tempo em que a receita de torrefação é aplicada, - detectar um aumento da concentração medida em função do tempo, - interromper o aquecimento se nenhum aumento da concentração medida ocorrer após um tempo de referência definido t1."METHOD FOR ROASTING COFFEE BEANS. The present invention relates to an apparatus for roasting partially pre-roasted coffee beans, comprising: - a container (1) for containing the coffee beans, - an electric heater (13) for heating the coffee beans contained therein. in the vessel, - at least one temperature sensor (23) for measuring the temperature in the vessel, - a control system (180) operable to control the heater, wherein the control system is configured to: - apply a roasting recipe dedicated to the roasting of partially pre-roasted beans comprising at least one temperature profile as a function of time, - measure the concentration of at least one volatile organic component (VOC) in the smoke produced in the container during the time in which the roasting recipe is applied, - detect an increase in the measured concentration as a function of time, - stop heating if no increase in the measured concentration occurs after a defined reference time t1.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA TORREFAÇÃO DE GRÃOS DE CAFÉ".Descriptive Report of the Patent of Invention for "METHOD FOR ROASTING COFFEE BEANS".

CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF THE INVENTION

[0001] A presente invenção refere-se à torrefação de grãos de café com ar aquecido e, mais especificamente, à torrefação de grãos parci- almente pré-torrados, de preferência, em quantidades relativamente pe- quenas de grãos de café, particularmente adequadas para uso domés- tico ou em lojas e cafés.[0001] The present invention relates to the roasting of coffee beans with heated air and, more specifically, to the roasting of partially pre-roasted beans, preferably in relatively small amounts of coffee beans, particularly suitable for home use or in shops and cafes.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Geralmente, a torrefação de grãos de café consiste na torre- fação de grãos de café verdes. Essa torrefação exige um certo tempo e gera um certo volume de fumaça, particularmente no primeiro estágio da torrefação. Além disso, a torrefação exige um certo conhecimento para se obter a melhor torrefação de vários grãos verdes diferentes e para corresponder às preferências dos clientes finais.[0002] Generally, coffee bean roasting consists of roasting green coffee beans. This roasting takes a certain amount of time and generates a certain volume of smoke, particularly in the first stage of roasting. In addition, roasting requires a certain amount of knowledge to get the best roast of many different green beans and to match the preferences of end customers.

[0003] Como uma alternativa mais simples para a torrefação de grãos verdes, foi proposto torrar grãos parcialmente torrados. Esses grãos foram parcialmente torrados em uma instalação de torrefação de fabricação até um ponto que permite uma segunda torrefação final antes do consumo. A primeira torrefação parcial fornece a vantagem de en- curtar a torrefação final, que pode durar apenas alguns minutos. Uma outra vantagem é que menos fumaça é gerada durante a torrefação fi- nal. O uso de grãos parcialmente torrados foi descrito nos documentos WO 03/082705, US 2013/180406, WO 2015/110337, WO 2015/162021.[0003] As a simpler alternative to roasting green beans, it has been proposed to roast partially roasted beans. These beans were partially roasted in a manufacturing roasting facility to a point that allows for a second final roast before consumption. The first partial roast provides the advantage of shortening the final roast, which can take only a few minutes. Another advantage is that less smoke is generated during the final roasting. The use of partially roasted beans has been described in WO 03/082705 , US 2013/180406 , WO 2015/110337 , WO 2015/162021 .

[0004] Graças a essa alternativa, a torrefação se torna mais fácil para especialistas em não torrefação e uma nova faixa de aparelhos para torrefação pode ser proposta para uso doméstico ou em lojas e cafés. Tais aparelhos de torrefação podem ser automatizados o sufici- ente para que os operadores sem experiência na torrefação possam ini- ciar a operação de torrefação.[0004] Thanks to this alternative, roasting becomes easier for non-roasting specialists and a new range of roasting appliances can be proposed for home use or in shops and cafes. Such roasters can be automated enough that operators with no roasting experience can start roasting operations.

[0005] Quando um aparelho para torrefação é configurado para tor- rar apenas grãos parcialmente pré-torrados, há um risco de que o usu- ário introduza erroneamente grãos verdes no aparelho, particularmente se o usuário não for especializado. O problema é que o perfil de aque- cimento para grãos parcialmente pré-torrados é diferente do perfil de aquecimento iniciando de grãos verdes. O uso de um perfil de aqueci- mento que não é adaptado aos grãos verdes apresenta a consequência de que, ao final do processo de torrefação, os grãos verdes podem não ser suficientemente torrados com o risco associado de que esses grãos danifiquem o dispositivo usado para moer o torrado em uma etapa sub- sequente e que o café extraído desses grãos torrados e moídos apre- sente um alto teor de acrilamida.[0005] When a roasting appliance is configured to roast only partially pre-roasted beans, there is a risk that the user will mistakenly introduce green beans into the appliance, particularly if the user is not skilled. The problem is that the heating profile for partially pre-roasted beans is different from the heating profile starting from green beans. The use of a heating profile that is not adapted to green beans has the consequence that, at the end of the roasting process, the green beans may not be sufficiently roasted with the associated risk that these beans will damage the device used for roasting. grinding the roast in a subsequent step and that the coffee extracted from these roasted and ground beans has a high acrylamide content.

[0006] De modo similar, quando um aparelho de torrefação é ope- rado por um não especialista, há um risco de que o usuário se esqueça de remover grãos completamente torrados do aparelho no final da ope- ração de torrefação e inicie uma nova torrefação sem esses grãos já torrados. A consequência é que esses grãos podem queimar e criar um incêndio dentro do aparelho. Também pode acontecer de o usuário ini- ciar uma operação de torrefação com grãos parcialmente pré-torrados e interromper o processo de torrefação antes de ter atingido seu fim por uma razão imprevisível. O usuário reinicia a torrefação mais tarde com um novo ciclo de torrefação iniciado a partir do início. Essa reinicializa- ção da torrefação pode levar ao risco de incêndio mencionado acima ou ao problema de uma torrefação que não é adaptada aos grãos, levando a uma qualidade final insatisfatória.[0006] Similarly, when a roasting appliance is operated by a non-specialist, there is a risk that the user will forget to remove fully roasted beans from the appliance at the end of the roasting operation and start a new roast. without those already roasted beans. The consequence is that these grains can burn and create a fire inside the appliance. It may also happen that the user starts a roasting operation with partially pre-roasted beans and interrupts the roasting process before it has reached its end for an unpredictable reason. User restarts roasting later with a new roasting cycle started from the beginning. This restart of roasting can lead to the fire hazard mentioned above or the problem of roasting that is not adapted to the beans, leading to poor end quality.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

[0007] Um objetivo da presente invenção é melhorar a torrefação de grãos de café em aparelhos que implementam a torrefação de grãos parcialmente torrados.[0007] An object of the present invention is to improve the roasting of coffee beans in apparatus implementing the roasting of partially roasted beans.

[0008] Seria vantajoso fornecer um aparelho para torrefação que evite o risco de incêndio devido à carga de grãos de café errôneos, como grãos verdes ou grãos completamente torrados.[0008] It would be advantageous to provide a roasting apparatus that avoids the risk of fire due to the loading of erroneous coffee beans, such as green beans or fully roasted beans.

[0009] Os objetivos da invenção são alcançados pelo aparelho para torrefação de grãos de café como definido na reivindicação 1, pelo mé- todo como definido na reivindicação 9 e pelo programa de computador como definido na reivindicação 11.[0009] The objects of the invention are achieved by the apparatus for roasting coffee beans as defined in claim 1, by the method as defined in claim 9 and by the computer program as defined in claim 11.

[0010] No presente pedido, por "grãos de café parcialmente pré-tor- rados" entende-se grãos que foram obtidos aquecendo-se grãos de café verdes e interrompendo-se o dito processo de aquecimento antes do final da primeira rachadura. Essa definição inclui grãos que foram obti- dos aquecendo-se grãos de café verdes e parando-se o dito processo de aquecimento antes do início da primeira rachadura.[0010] In the present application, by "partially pre-roasted coffee beans" is meant beans which were obtained by heating green coffee beans and stopping said heating process before the end of the first crack. This definition includes beans that have been obtained by heating green coffee beans and stopping said heating process before the first crack begins.

[0011] No presente pedido, o termo "grãos completamente torra- dos" significa grãos que foram torrados após a segunda rachadura.[0011] In the present application, the term "completely roasted beans" means beans that have been roasted after the second cracking.

[0012] Em um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um apare- lho para torrefação de grãos de café que compreende: - um recipiente para conter os grãos de café, - um aquecedor para aquecer os grãos de café contidos no recipiente, - ao menos um sensor de temperatura para medir a tempe- ratura no recipiente, - um sistema de controle operável para controlar o aquece- dor, sendo que o sistema de controle é configurado para: - aplicar uma receita de torrefação dedicada à torrefação de grãos parcialmente pré-torrados que compreende ao menos um perfil de temperatura em função do tempo, - medir a concentração de ao menos um componente orgâ- nico volátil (VOC) na fumaça produzida no recipiente durante o tempo em que a receita de torrefação é aplicada,[0012] In a first aspect of the invention, there is provided an apparatus for roasting coffee beans comprising: - a container for holding the coffee beans, - a heater for heating the coffee beans contained in the container, - while at least one temperature sensor to measure the temperature in the vessel, - an operable control system to control the heater, the control system being configured to: - apply a roasting recipe dedicated to the roasting of partially pre-cooked beans - roasts that comprise at least one temperature profile as a function of time, - measure the concentration of at least one volatile organic component (VOC) in the smoke produced in the container during the time the roasting recipe is applied,

- detectar um aumento da concentração medida em função do tempo, - interromper o aquecimento se nenhum aumento da concen- tração medida ocorrer após um tempo de referência definido t1.- detect an increase in the measured concentration as a function of time, - stop heating if no increase in the measured concentration occurs after a defined reference time t1.

[0013] No recipiente, os grãos de café são aquecidos e, de prefe- rência, misturados para homogeneizar o aquecimento através dos grãos.[0013] In the container, the coffee beans are heated and, preferably, mixed to homogenize the heating through the beans.

[0014] A mistura pode ser obtida com um leito fluidizado de ar quente ou mecanicamente com pás de agitação ou através da rotação de um tambor giratório.[0014] Mixing can be achieved with a fluidized bed of hot air or mechanically with stirring paddles or by rotating a rotating drum.

[0015] De preferência, o recipiente é uma câmara de leito fluidizado de ar quente. Dentro deste recipiente, o ar aquecido é forçado através de uma tela ou uma placa perfurada sob os grãos de café com força suficiente para levantar os grãos. O calor é transferido para os grãos conforme eles revolvem e circulam dentro desse leito fluidizado.[0015] Preferably, the container is a hot air fluidized bed chamber. Inside this container, heated air is forced through a screen or a perforated plate under the coffee beans with sufficient force to lift the beans. Heat is transferred to the grains as they revolve and circulate within this fluidized bed.

[0016] Alternativamente, o recipiente pode ser uma câmara de tam- bor na qual os grãos de café são revolvidos em um ambiente aquecido. A câmara de tambor pode consistir em um tambor giratório horizontal ou a câmara de tambor pode compreender pás de agitação para revol- ver os grãos de café em um ambiente aquecido.[0016] Alternatively, the container can be a drum chamber in which the coffee beans are churned in a heated environment. The drum chamber may consist of a horizontal rotating drum or the drum chamber may comprise stirring paddles to turn the coffee beans in a heated environment.

[0017] Como fonte de aquecimento, o aparelho compreende, de preferência, um aquecedor elétrico. Esse aquecedor elétrico compre- ende geralmente uma resistência elétrica. Além disso, de preferência, o aquecedor compreende um acionador de ar para circular o ar aquecido pelo aquecedor. Em alguns aparelhos, o acionador de ar não é neces- sário, por exemplo, quando o aparelho compreende lâminas de agitação ou é um tambor giratório.[0017] As a source of heating, the apparatus preferably comprises an electric heater. This electric heater generally comprises an electric resistance. Furthermore, preferably, the heater comprises an air driver for circulating the air heated by the heater. In some apparatuses, the air driver is not necessary, for example when the apparatus comprises stirring blades or is a rotating drum.

[0018] Um aquecedor alimentado eletricamente apresenta a vanta- gem de que os poluentes do ar produzidos durante a torrefação são po- luentes gerados a partir do aquecimento dos próprios grãos de café e não a partir da queima de gases como ocorre quando a fonte de aque- cimento é um queimador a gás que usa gás natural, propano, gás lique- feito de petróleo (liquefied petroleum gas, LPG) ou mesmo madeira.[0018] An electrically powered heater has the advantage that the air pollutants produced during roasting are pollutants generated from the heating of the coffee beans themselves and not from the burning of gases as occurs when the source of Heating is a gas burner that uses natural gas, propane, liquefied petroleum gas (LPG) or even wood.

[0019] O aparelho compreende ao menos um sensor de tempera- tura para medir a temperatura no recipiente. O sensor pode ser posicio- nado dentro do volume do recipiente ou próximo à entrada de ar aque- cido no recipiente.[0019] The device comprises at least one temperature sensor to measure the temperature in the container. The sensor can be positioned within the volume of the container or close to the inlet of heated air in the container.

[0020] O aparelho compreende um sistema de controle operável para controlar o aquecedor elétrico a fim de aplicar um perfil de tempe- ratura em função do tempo dentro do recipiente. Geralmente, esse con- trole é implementado com base na medição de ao menos um sensor de temperatura posicionado no recipiente no controle do circuito de reali- mentação.[0020] The apparatus comprises a control system operable to control the electric heater in order to apply a temperature profile as a function of time within the vessel. Generally, this control is implemented based on the measurement of at least one temperature sensor positioned in the container in the control of the feedback circuit.

[0021] O perfil de temperatura em função do tempo corresponde a uma receita de torrefação dedicada à torrefação de grãos parcialmente pré-torrados. Geralmente, o período de tempo de tal perfil é mais curto que o período de tempo do perfil dedicado à torrefação de grãos de café verdes.[0021] The temperature profile as a function of time corresponds to a roasting recipe dedicated to the roasting of partially pre-roasted grains. Generally, the time period of such a profile is shorter than the time period of the profile dedicated to roasting green coffee beans.

[0022] Além disso, o sistema de controle é configurado para medir a concentração de ao menos um componente orgânico volátil (VOC), de preferência ao menos um componente da lista de: CO, CO2, NO, NO2, SO2, formaldeído na fumaça produzida no recipiente durante o tempo em que a receita de torrefação é aplicada.[0022] In addition, the control system is configured to measure the concentration of at least one volatile organic component (VOC), preferably at least one component from the list of: CO, CO2, NO, NO2, SO2, formaldehyde in the smoke produced in the container during the time the roasting recipe is applied.

[0023] De preferência, o sensor de VOCs é posicionado dentro do recipiente ou a jusante do recipiente, por exemplo, na saída do recipi- ente.[0023] Preferably, the VOC sensor is positioned inside the container or downstream of the container, for example at the exit of the container.

[0024] O sistema de controle é configurado para detectar um au- mento da concentração medida em função do tempo.[0024] The control system is configured to detect an increase in measured concentration as a function of time.

[0025] Na modalidade preferencial, a concentração de CO e/ou CO2 é medida.[0025] In the preferred mode, the concentration of CO and/or CO2 is measured.

[0026] No processo de torrefação de grãos de café a partir de grãos de café verdes até um nível de torrefação que possibilita a preparação de uma bebida de café por infusão com água, os grãos de café passam por vários estágios e, em particular, através de: - um primeiro estágio em que o nível de emissões permanece baixo, então - uma primeira etapa de rachadura onde ocorrem reações internas exotérmicas e componentes como CO, CO2 e outros VOCs são produzidos e emitidos, então - um segundo estágio no qual o nível de emissões diminui, - uma segunda etapa de rachadura onde ocorrem reações internas exotérmicas e VOCs são emitidos novamente.[0026] In the process of roasting coffee beans from green coffee beans to a level of roasting that makes it possible to prepare a coffee drink by infusion with water, the coffee beans go through several stages and, in particular, through: - a first stage where the emission level remains low, then - a first cracking stage where internal exothermic reactions take place and components such as CO, CO2 and other VOCs are produced and emitted, then - a second stage where the emission level decreases, - a second cracking stage where exothermic internal reactions occur and VOCs are emitted again.

[0027] Dependendo se os grãos verdes ou grãos parcialmente pré- torrados forem aquecidos, o tempo durante o qual ocorre a primeira etapa de rachadura é diferente: - ele é mais longo para os grãos verdes do que para os grãos parcialmente pré-torrados, geralmente dura ao menos 2 minutos, - não há primeira rachadura para grãos completamente tor- rados.[0027] Depending on whether green beans or partially pre-roasted beans are heated, the time during which the first cracking stage takes place is different: - it is longer for green beans than for partially pre-roasted beans, usually lasts at least 2 minutes, - there is no first crack for fully roasted beans.

[0028] Isso significa que os grãos verdes e os grãos completamente torrados podem ser diferenciados dos grãos parcialmente pré-torrados pelo fato de que, mediante a aplicação do mesmo perfil de torrefação, a primeira rachadura ocorre mais tarde para os grãos verdes em compa- ração aos grãos parcialmente torrados ou simplesmente não torrados para os grãos completamente torrados. Como resultado, mediante o es- tabelecimento de um tempo de referência no qual a primeira rachadura de grãos parcialmente pré-torrados geralmente ocorre, é possível de- tectar se são os grãos parcialmente pré-torrados que estão presentes no recipiente e estão sendo torrados.[0028] This means that green beans and fully roasted beans can be distinguished from partially pre-roasted beans by the fact that, upon application of the same roasting profile, the first crack occurs later for the green beans in comparison with the same roasting profile. from partially roasted or simply unroasted beans to fully roasted beans. As a result, by establishing a reference time at which the first cracking of partially pre-roasted beans usually occurs, it is possible to detect whether it is the partially pre-roasted beans that are present in the container and are being roasted.

[0029] O sistema de controle é configurado para interromper o aquecedor se nenhum aumento da concentração medida de CO, CO2,... acontecer após um tempo de referência definido. Na verdade, ajus- tando-se o tempo de referência até o momento em que ocorre a primeira rachadura de grãos parcialmente pré-torrados, se nenhuma diminuição do consumo ocorrer nesse momento, isso significa que grãos verdes ou grãos completamente torrados foram introduzidos ou mesmo nenhum grão foi introduzido dentro do recipiente. Por segurança, o aquecimento é interrompido.[0029] The control system is configured to stop the heater if no increase in the measured concentration of CO, CO2,... occurs after a set reference time. In fact, by adjusting the reference time to the moment when the first cracking of partially pre-roasted beans occurs, if no decrease in consumption occurs at that time, it means that green beans or fully roasted beans have been introduced or even no grains were introduced into the container. For safety, heating is stopped.

[0030] Uma mensagem pode ser exibida para informar ao operador e induzí-lo a ele verificar a natureza dos grãos introduzidos no recipi- ente.[0030] A message may be displayed to inform the operator and induce him to check the nature of the grains introduced into the container.

[0031] Vantajosamente, os objetivos da invenção são resolvidos uma vez que a detecção acima do tempo que a primeira diminuição do consumo de energia elétrica pelo aquecedor ocorre permite verificar a natureza dos grãos introduzidos no recipiente.[0031] Advantageously, the objectives of the invention are solved since the detection above the time that the first decrease in electrical energy consumption by the heater occurs allows to verify the nature of the grains introduced into the container.

[0032] O tempo de referência t1 pode ser definido de acordo com a natureza dos grãos parcialmente pré-torrados produzidos para serem usados no aparelho de torrefação que aplica a receita de torrefação de- dicada à torrefação de grãos parcialmente pré-torrados. De preferência, o tempo de referência para o primeiro aumento da concentração medida é definido em 5 minutos.[0032] The reference time t1 can be set according to the nature of the partially pre-roasted beans produced to be used in the roasting apparatus that applies the roasting recipe dedicated to the roasting of partially pre-roasted beans. Preferably, the reference time for the first increase in the measured concentration is set to 5 minutes.

[0033] De fato, observou-se que para grãos verdes, o primeiro au- mento da concentração medida é geralmente de ao menos 5 minutos.[0033] In fact, it has been observed that for green beans, the first increase in measured concentration is generally at least 5 minutes.

[0034] Pode ser possível que, erroneamente, o operador introduza no recipiente grãos pré-torrados até um ponto entre o final da primeira rachadura e o início da segunda rachadura, ou que se esqueça de re- mover grãos de uma operação de torrefação anterior do recipiente. Nesse caso, aplicando-se o perfil de torrefação, não há primeira racha- dura, mas a segunda rachadura ocorre muito rapidamente após o início do aquecimento desses grãos. No caso de tal erro ocorrer, a questão do fogo é menos crítica do que para grãos completamente torrados, mas a torrefação final não leva a um produto otimizado e tal torrefação não é recomendada.[0034] It may be possible that the operator mistakenly introduces pre-roasted beans into the container up to a point between the end of the first crack and the beginning of the second crack, or that the operator forgets to remove beans from a previous roasting operation of the container. In this case, applying the roasting profile, there is no first crack, but the second crack occurs very quickly after the beginning of the heating of these beans. In the event such an error occurs, the fire issue is less critical than for fully roasted beans, but final roasting does not lead to an optimized product and such roasting is not recommended.

[0035] Em uma modalidade preferencial, a fim de evitar tal torrefa- ção, o sistema de controle pode ser configurado para interromper o aquecedor elétrico se o primeiro aumento da concentração medida ocor- rer antes de um tempo de referência definido t0. De preferência, esse tempo de referência t0 pode ser ajustado para 3 minutos.[0035] In a preferred embodiment, in order to prevent such roasting, the control system can be configured to stop the electric heater if the first increase in the measured concentration occurs before a defined reference time t0. Preferably, this reference time t0 can be set to 3 minutes.

[0036] Em uma modalidade, o sistema de controle é configurado para obter a identificação dos grãos de café introduzidos no recipiente pelo usuário. A identificação dos grãos se refere à natureza dos grãos que tem impacto direto sobre o processo de torrefação dos grãos. Em geral, a natureza se refere à origem dos grãos (Arábica, Robusta,...).[0036] In one embodiment, the control system is configured to obtain the identification of the coffee beans introduced into the container by the user. Grain identification refers to the nature of the beans that has a direct impact on the roasting process of the beans. In general, nature refers to the origin of the beans (Arabica, Robusta,...).

[0037] A identificação dos grãos pode ser obtida: - por entrada manual de dados pelo usuário, - a partir de um dispositivo de identificação configurado para ler automaticamente meios de identificação de um pacote de grãos apresentado pelo usuário.[0037] Grain identification can be obtained: - by manual data entry by the user, - from an identification device configured to automatically read identification means of a grain package presented by the user.

[0038] Em todos os casos, os grãos são introduzidos no interior do recipiente pelo usuário, o que explica o problema de que os grãos no recipiente podem não ser grãos parcialmente pré-torrados.[0038] In all cases, the beans are introduced into the container by the user, which explains the problem that the beans in the container may not be partially pre-roasted beans.

[0039] O sistema de controle pode ser configurado para obter a re- ceita de torrefação que corresponde aos grãos de café identificados an- tes da etapa de aplicar a receita de torrefação. A receita de torrefação pode ser obtida: - de uma memória, - de um servidor, - do dispositivo de identificação.[0039] The control system can be configured to obtain the roasting recipe that corresponds to the coffee beans identified before the step of applying the roasting recipe. The roasting recipe can be obtained: - from a memory, - from a server, - from the identification device.

[0040] Os aspectos acima da invenção podem ser combinados em qualquer combinação adequada. Além disso, várias características da presente invenção podem ser combinadas com um ou mais dos aspec- tos acima para fornecer combinações além daquelas especificamente ilustradas e descritas. Objetivos adicionais e características vantajosas da invenção serão evidentes a partir das reivindicações, da descrição detalhada e dos desenhos anexos.[0040] The above aspects of the invention may be combined in any suitable combination. Furthermore, various features of the present invention may be combined with one or more of the above aspects to provide combinations in addition to those specifically illustrated and described. Additional objects and advantageous features of the invention will be apparent from the claims, the detailed description and the accompanying drawings.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0041] As características e vantagens da invenção serão mais bem compreendidas em relação às seguintes figuras:[0041] The characteristics and advantages of the invention will be better understood in relation to the following figures:

[0042] - A Figura 1 é um desenho esquemático de um aparelho de torrefação geral que possibilita a implementação do método da presente invenção,[0042] - Figure 1 is a schematic drawing of a general roasting apparatus that enables the implementation of the method of the present invention,

[0043] - A Figura 2 mostra um diagrama de blocos de um sistema de controle do aparelho geral de acordo com a Figura 1,[0043] - Figure 2 shows a block diagram of a general appliance control system according to Figure 1,

[0044] - A Figura 3 representa esquematicamente curvas do perfil de aquecimento aplicado aos grãos verdes e aos grãos parcialmente pré-torrados,[0044] - Figure 3 schematically represents curves of the heating profile applied to green beans and partially pre-roasted beans,

[0045] - A Figura 4 representa esquematicamente uma primeira curva do consumo de energia elétrica do aquecedor durante a etapa de torrefação de grãos de café parcialmente pré-torrados e uma segunda curva do consumo de energia elétrica do aquecedor durante a etapa de torrefação de grãos verdes.[0045] - Figure 4 schematically represents a first curve of the electric energy consumption of the heater during the roasting stage of partially pre-roasted coffee beans and a second curve of the electric energy consumption of the heater during the roasting stage of the beans green.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOSDETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0046] A Figura 1 mostra uma vista ilustrativa parcial de um apare- lho de torrefação 1. Funcionalmente, o aparelho de torrefação 1 tem por finalidade torrar grãos de café retidos em um recipiente 11 por meio de um fluxo de ar quente introduzido nesse recipiente. Em um primeiro ní- vel, o aparelho compreende: um gabinete 15, uma unidade de torrefa- ção 10 e um sistema de controle 180. Esses componentes serão agora descritos sequencialmente. Gabinete do aparelho de torrefação[0046] Figure 1 shows a partial illustrative view of a roasting apparatus 1. Functionally, the roasting apparatus 1 has the purpose of roasting coffee beans retained in a container 11 by means of a flow of hot air introduced in that container . At a first level, the apparatus comprises: a cabinet 15, a roasting unit 10 and a control system 180. These components will now be described sequentially. Roasting appliance cabinet

[0047] O gabinete 15 abriga e sustenta os componentes supracita- dos e compreende uma base 151 e um corpo 152. A base 151 estando em contiguidade com uma superfície de apoio, de preferência através de pés 154 que fornecem um vão entre a base e a superfície de apoio. O corpo 152 é destinado à montagem dos componentes no mesmo. Unidade de torrefação do aparelho de torrefação[0047] The cabinet 15 houses and supports the aforementioned components and comprises a base 151 and a body 152. The base 151 is adjacent to a support surface, preferably through feet 154 that provide a gap between the base and the support surface. The body 152 is intended for mounting the components therein. Roasting unit of roasting apparatus

[0048] A unidade de torrefação 10 tem por finalidade receber e tor- rar grãos de café.[0048] The roasting unit 10 is intended to receive and roast coffee beans.

[0049] A unidade de torrefação 10 compreende tipicamente em um segundo nível do aparelho de torrefação 1: um recipiente 11, um acio- nador de fluxo de ar 12, um aquecedor 13, que são descritos sequenci- almente.[0049] The roasting unit 10 typically comprises on a second level of the roasting apparatus 1: a vessel 11, an air flow driver 12, a heater 13, which are described sequentially.

[0050] O recipiente 11 é configurado para receber e reter os grãos de café introduzidos pelo operador. Uma tampa removível 17 permite a introdução e a remoção dos grãos. O fundo do recipiente é configurado para possibilitar a passagem de ar, especificamente pode ser uma placa perfurada 14 sobre a qual os grãos podem se situar e através da qual o ar pode fluir para cima.[0050] Container 11 is configured to receive and hold coffee beans introduced by the operator. A removable cover 17 allows the introduction and removal of the beans. The bottom of the container is configured to allow the passage of air, specifically it can be a perforated plate 14 on which the grains can lie and through which the air can flow upwards.

[0051] Um coletor de palha 16 está em comunicação fluida com o recipiente 1 para receber as palhas que se separam progressivamente dos grãos e devido à sua baixa densidade são sopradas para o coletor de palha.[0051] A straw collector 16 is in fluid communication with the container 1 to receive the straws that progressively separate from the grains and due to their low density are blown into the straw collector.

[0052] O recipiente 11 compreende um cabo 112 para possibilitar que o usuário remova o recipiente do gabinete 15 e obtenha os grãos torrados.[0052] Container 11 comprises a handle 112 to enable the user to remove container from cabinet 15 and obtain roasted beans.

[0053] O acionador de fluxo de ar 12 tem por finalidade gerar um fluxo de ar em direção ao fundo do recipiente. O fluxo gerado é configu- rado para aquecer os grãos e agitar e levantar os grãos que está criando um leito fluidizado de ar. Como resultado, os grãos são aquecidos ho- mogeneamente. Especificamente, o acionador de fluxo de ar pode ser um ventilador alimentado por um motor 121. As entradas de ar 153 po- dem ser fornecidas dentro da base 151 do gabinete para alimentar ar dentro do gabinete, o acionador de fluxo de ar soprando esse ar na di- reção do recipiente 11.[0053] The air flow actuator 12 is intended to generate an air flow towards the bottom of the container. The generated flow is set up to heat the beans and stir and lift the beans which is creating a fluidized bed of air. As a result, the beans are heated evenly. Specifically, the airflow driver may be a fan powered by a motor 121. Air inlets 153 may be provided inside the base 151 of the cabinet to feed air into the cabinet, the airflow driver blowing this air. towards the recipient 11.

[0054] Em uma modalidade alternativa do torrador, não represen- tada, o recipiente pode compreender um dispositivo giratório para girar os grãos dentro do recipiente. Nesse caso, pode ser fornecido um fluxo de ar simples, sendo que o dispositivo giratório permite o aquecimento homogêneo dos grãos.[0054] In an alternative embodiment of the roaster, not shown, the container may comprise a rotating device for rotating the beans within the container. In this case, a simple air flow can be provided, with the rotating device allowing the homogeneous heating of the grains.

[0055] O aquecedor 13 tem por finalidade aquecer o fluxo de ar ge- rado pelo direcionador de fluxo de ar 12. Na modalidade ilustrada, o aquecedor é uma resistência elétrica posicionada entre o ventilador e a placa perfurada 14, fazendo com que o fluxo de ar seja aquecido antes de entrar no recipiente 11 para aquecer e levantar os grãos.[0055] The heater 13 has the purpose of heating the air flow generated by the air flow director 12. In the illustrated embodiment, the heater is an electrical resistance positioned between the fan and the perforated plate 14, causing the flow to of air is heated before entering the container 11 to heat and lift the beans.

[0056] O aquecedor 13 e/ou o acionador de fluxo de ar é/são ope- rável(is) para aplicar um perfil de torrefação aos grãos, sendo que esse perfil de torrefação é definido como uma curva de temperatura em fun- ção do tempo. Sistema de controle do aparelho de torrefação[0056] The heater 13 and/or the airflow driver is/are operable to apply a roasting profile to the beans, this roasting profile being defined as a temperature curve as a function of of time. Roasting appliance control system

[0057] Com referência às Figuras 1 e 2, o sistema de controle 180 será agora considerado: o sistema de controle 180 tem por finalidade controlar os componentes da unidade de torrefação para torrefação de grãos de café. O sistema de controle 180 compreende tipicamente, em um segundo nível do aparelho de torrefação: uma interface de usuário 20, uma unidade de processamento 18, ao menos um sensor 23, uma fonte de alimentação 21, uma memória 19, opcionalmente um leitor de código, opcionalmente uma interface de comunicação para conexão re- mota.[0057] With reference to Figures 1 and 2, the control system 180 will now be considered: the control system 180 is intended to control the components of the roasting unit for roasting coffee beans. The control system 180 typically comprises, on a second level of the roasting apparatus: a user interface 20, a processing unit 18, at least one sensor 23, a power supply 21, a memory 19, optionally a code reader , optionally a communication interface for remote connection.

[0058] A interface de usuário 20 compreende hardware para possi- bilitar que um usuário se comunique com a unidade de processamento[0058] User interface 20 comprises hardware to enable a user to communicate with the processing unit

1 por meio de um sinal de interface de usuário. Mais particularmente, a interface de usuário recebe comandos de um usuário, e o sinal de inter- face de usuário transfere os ditos comandos para a unidade de proces- samento 18 como uma entrada. Os comandos podem, por exemplo, ser informações sobre a natureza dos grãos introduzidos no recipiente (como origens, referência do fornecedor), uma instrução para executar um processo de torrefação (iniciar o processo) e/ou para ajustar um pa- râmetro operacional (nível desejado de torrefação final, quantidade de grãos a serem torrados) do aparelho para torrefação 1 e/ou para ligar ou desligar o aparelho de torrefação 1. A unidade de processamento 18 pode fornecer também retroinformação à interface de usuário 20 como parte do processo de torrefação, por exemplo, para indicar que o pro- cesso de torrefação teve início ou que um parâmetro associado ao pro- cesso foi selecionado, ou para indicar a evolução de um parâmetro du- rante o processo ou criar um alarme.1 via a UI signal. More particularly, the user interface receives commands from a user, and the user interface signal transfers said commands to the processing unit 18 as an input. The commands can, for example, be information about the nature of the beans introduced into the container (such as origins, supplier reference), an instruction to execute a roasting process (start the process) and/or to adjust an operational parameter ( desired final roasting level, amount of beans to be roasted) of the roasting apparatus 1 and/or for turning the roasting apparatus 1 on or off. The processing unit 18 may also provide feedback to the user interface 20 as part of the roasting process. roasting, for example, to indicate that the roasting process has started or that a parameter associated with the process has been selected, or to indicate the evolution of a parameter during the process or to create an alarm.

[0059] O hardware da interface de usuário pode compreender quaisquer dispositivos adequados, por exemplo, o hardware compre- ende um ou mais dentre os seguintes: botões, como um botão de joys- tick, botão giratório ou botão de pressão, joystick, diodos emissores de luz (LEDs - "light-emitting diodes"), conversores de luz para digital (LDCs - "light-to-digital converters") gráficos ou de caracteres, tela grá- fica com sensores de toque e/ou botões de borda de tela. A interface de usuário 20 pode ser formada como uma unidade ou como uma plurali- dade de unidades distintas.[0059] The user interface hardware may comprise any suitable devices, for example, the hardware comprises one or more of the following: buttons, such as a joystick knob, rotary or push button, joystick, diodes light-emitting diodes (LEDs), graphic or character light-to-digital converters (LDCs), graphic display with touch sensors and/or edge buttons of screen. User interface 20 may be formed as a unit or as a plurality of distinct units.

[0060] Uma parte da interface de usuário pode também estar em um aplicativo móvel quando o aparelho é dotado de uma interface de comunicação 24, conforme descrito abaixo.[0060] A part of the user interface may also be in a mobile application when the device is provided with a communication interface 24, as described below.

[0061] O ao menos um sensor 23 se destina a fornecer um sinal de entrada à unidade de processamento 18 para monitorar o processo de torrefação e/ou o estado do aparelho de torrefação. O sinal de entrada pode ser um sinal analógico ou um sinal digital. Os sensores 23 com- preendem tipicamente ao menos um sensor de temperatura 231 e, op- cionalmente, um ou mais dos seguintes sensores: sensor de nível de grãos associado ao recipiente 1, sensor de posição associado ao reci- piente 11 e/ou ao coletor de palha 16.[0061] The at least one sensor 23 is intended to provide an input signal to the processing unit 18 to monitor the roasting process and/or the state of the roasting apparatus. The input signal can be an analog signal or a digital signal. Sensors 23 typically comprise at least one temperature sensor 231 and, optionally, one or more of the following sensors: grain level sensor associated with container 1, position sensor associated with container 11 and/or the straw collector 16.

[0062] Além disso, os sensores 23 compreendem um sensor 232 para medir a concentração de ao menos um componente de VOC. Esse sensor 232 é geralmente posicionado na saída do recipiente. Se a saída do recipiente estiver conectada a uma unidade de tratamento de fu- maça, esse sensor 232 é posicionado a montante de qualquer filtro ou conversor catalítico de modo que a medida não seja alterada pelo trata- mento de fumaça.[0062] Furthermore, the sensors 23 comprise a sensor 232 for measuring the concentration of at least one VOC component. This sensor 232 is generally positioned at the outlet of the container. If the container outlet is connected to a smoke treatment unit, this sensor 232 is positioned upstream of any filter or catalytic converter so that the measurement is not altered by the smoke treatment.

[0063] A unidade de processamento pode compreender um leitor de código 3 associado, por exemplo, a um sistema para ler o código na embalagem de grãos.[0063] The processing unit may comprise a code reader 3 associated, for example, with a system for reading the code on the grain package.

[0064] A unidade de processamento pode compreender uma inter- face de comunicação 24 para a comunicação de dados do aparelho de torrefação 1 com um outro dispositivo e/ou sistema, como um sistema servidor e/ou um dispositivo móvel. A interface de comunicação 24 pode ser usada para fornecer e/ou receber informações relacionadas ao pro- cesso de torrefação de grãos de café, como informações do processo de torrefação, natureza dos grãos, quantidade de grãos. A interface de comunicação 24 pode compreender uma primeira e uma segunda inter- faces de comunicação para comunicação de dados com vários disposi- tivos simultaneamente ou para comunicação através de diferentes mí- dias.[0064] The processing unit may comprise a communication interface 24 for data communication from the roasting apparatus 1 with another device and/or system, such as a server system and/or a mobile device. The communication interface 24 can be used to provide and/or receive information related to the coffee beans roasting process, such as information about the roasting process, nature of beans, quantity of beans. The communication interface 24 may comprise a first and a second communication interface for communicating data with several devices simultaneously or for communicating via different media.

[0065] A interface de comunicação 24 pode ser configurada para mídia cabeada ou mídia sem fio ou uma combinação das mesmas, por exemplo: uma conexão com fio, como RS-232, USB, I2C, Ethernet de- finida por IEEE 802.3, uma conexão sem fio, como LAN sem fio (por exemplo IEEE 802.11) ou comunicação de campo próximo (near field communication, NFC) ou um sistema celular como GPRS ou GSM. A interface de usuário 24 faz interface com a unidade de processamento 18 por meio de um sinal de interface de comunicação. Em geral, a inter- face de comunicação compreende uma unidade de processamento se- parada (exemplos das quais são fornecidos acima) para controlar o hardware de comunicação (por exemplo, uma antena) para fazer inter- face com a unidade de processamento mestre 18. Entretanto, podem ser usadas configurações menos complexas, por exemplo uma conexão cabeada simples para comunicação serial diretamente com a unidade de processamento 18.[0065] Communication interface 24 can be configured for wired media or wireless media or a combination thereof, for example: a wired connection such as RS-232, USB, I2C, Ethernet defined by IEEE 802.3, a wireless connection such as wireless LAN (eg IEEE 802.11) or near field communication (NFC) or a cellular system such as GPRS or GSM. User interface 24 interfaces with processing unit 18 via a communication interface signal. In general, the communication interface comprises a separate processing unit (examples of which are given above) for controlling communication hardware (e.g. an antenna) to interface with the master processing unit 18. However, less complex configurations can be used, for example a simple wired connection for serial communication directly with the processing unit 18.

[0066] A unidade de processamento 18 compreende geralmente uma memória e componentes de entrada e saída do sistema dispostos como um circuito integrado, tipicamente como um microprocessador ou um microcontrolador. A unidade de processamento 18 pode compreen- der outros circuitos integrados adequados, como: um circuito integrado de aplicação específica (application specific integrated circuit, ASIC), um dispositivo lógico programável, como uma lógica de arranjo progra- mával (programmable array logic, PAL), um dispositivo lógico programá- vel complexo (complex programmable logic device, CPLD), um arranjo de porta programável em campo (field-programmable gate array, FPGA), um sistema em um chip programável (programmable system on a chip, PSoC, um sistema em um chip (system on a chip, SoC), um cir- cuito integrado analógico, como um controlador. Para tais dispositivos, quando apropriado, o código de programa anteriormente mencionado pode ser considerado uma lógica programada ou para compreender adi- cionalmente uma lógica programada. A unidade de processamento 18 pode compreender também um ou mais dos circuitos integrados menci- onados anteriormente. Um exemplo disso é vários circuitos integrados dispostos em comunicação um com o outro de forma modular, por exemplo: um circuito integrado escravo para controlar a interface de usuário 20 em comunicação com um circuito integrado mestre para con- trolar a unidade de torrefação 10.[0066] The processing unit 18 generally comprises a memory and input and output components of the system arranged as an integrated circuit, typically as a microprocessor or a microcontroller. The processing unit 18 may comprise other suitable integrated circuits, such as: an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device, such as programmable array logic (PAL). ), a complex programmable logic device (CPLD), a field-programmable gate array (FPGA), a programmable system on a chip (PSoC, a system on a chip (SoC), an analog integrated circuit, such as a controller. For such devices, where appropriate, the aforementioned program code can be considered a programmed logic or to further understand a programmed logic. The processing unit 18 may also comprise one or more of the aforementioned integrated circuits. An example of this is various integrated circuits of arranged in communication with each other in a modular way, for example: a slave integrated circuit to control the user interface 20 in communication with a master integrated circuit to control the roasting unit 10.

[0067] A unidade de processamento 18 compreende, de modo ge- ral, uma unidade de memória 19 para armazenamento de instruções como código de programa e, opcionalmente, dados. Para esse fim, a unidade de memória compreende tipicamente: uma memória não volátil, por exemplo, memória apenas de leitura programável apagável (EPROM - "erasable programmable read-only memory"), memória ape- nas de leitura programável eletricamente apagável (EEPROM - "electri- cally erasable programmable read-only memory") ou Flash, para o ar- mazenamento de código de programa e de parâmetros operacionais como instruções, memória volátil (RAM) para armazenamento de dados temporário. A unidade de memória pode compreender uma memória se- parada ou integrada (por exemplo, em uma matriz do semicondutor). Para dispositivos lógicos programáveis, as instruções podem ser arma- zenadas como lógica programada.[0067] The processing unit 18 generally comprises a memory unit 19 for storing instructions such as program code and, optionally, data. For this purpose, the memory unit typically comprises: a non-volatile memory, e.g. erasable programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM - "electrically erasable programmable read-only memory") or Flash, for storing program code and operating parameters as instructions, volatile memory (RAM) for temporary data storage. The memory unit may comprise separate or integrated memory (eg in a semiconductor array). For programmable logic devices, instructions can be stored as programmed logic.

[0068] As instruções armazenadas na unidade de memória 19 po- dem ser idealizadas como compreendendo um programa de torrefação de grãos de café. O programa para torrefação de grãos de café pode ser executado pela unidade de processamento 18 em resposta à dita entrada, como os comandos enviados pela interface de usuário 20 e/ou o sinal dos sensores 23 como sensor de temperatura 231, sensor de concentração 232, sensor de nível ou quantidade de grãos, leitor de có- digo 3. A execução do programa de torrefação de grãos de café faz com que a unidade de processamento 18 controle os seguintes componen- tes: o aquecedor 13 e o acionador de fluxo de ar 12.[0068] The instructions stored in memory unit 19 can be idealized as comprising a coffee bean roasting program. The coffee bean roasting program can be executed by the processing unit 18 in response to said input, such as commands sent by the user interface 20 and/or the signal from sensors 23 such as temperature sensor 231, concentration sensor 232, bean level or quantity sensor, code reader 3. Running the coffee bean roasting program causes the processing unit 18 to control the following components: the heater 13 and the air flow driver 12.

[0069] A unidade de processamento 18 tem por finalidade: - receber uma entrada, isto é, os comandos da interface de usuário 20 e/ou o sinal dos sensores (por exemplo, o sensor de tempe- ratura 231 associado ao recipiente 1, o sensor de nível de grãos) e/ou o leitor de código 3, - processar a entrada de acordo com o código do programa de torrefação (ou lógica programada) armazenada na unidade de me- mória 19 e/ou imputado a partir de uma fonte externa, como a interface de comunicação 24), - fornecer uma saída, que é o processo de torrefação. Mais especificamente, a saída compreende a operação do ao menos o aque- cedor 13 e/ou o acionador de fluxo de ar 12.[0069] The processing unit 18 has the purpose of: - receiving an input, i.e. the commands from the user interface 20 and/or the signal from the sensors (for example, the temperature sensor 231 associated with the container 1, the grain level sensor) and/or code reader 3, - process the input according to the roasting program code (or programmed logic) stored in memory unit 19 and/or input from a external source, such as communication interface 24), - provide an output, which is the roasting process. More specifically, the output comprises the operation of at least the heater 13 and/or the airflow driver 12.

[0070] A operação da unidade de torrefação é geralmente um con- trole de circuito fechado que usa o sinal de entrada proveniente do sen- sor de temperatura 231 como retroinformação para aplicar o perfil de temperatura em função do tempo aos grãos de café.[0070] Roasting unit operation is generally a closed loop control that uses the input signal from the temperature sensor 231 as feedback to apply the temperature profile as a function of time to the coffee beans.

[0071] O sistema de controle 80 tem por finalidade aplicar esse pro- cesso de torrefação de grãos de café mediante o controle do acionador de fluxo de ar 12 e/ou do aquecedor 13 geralmente com o uso do sinal da sonda de temperatura 231.[0071] The control system 80 is intended to apply this process of roasting coffee beans by controlling the air flow driver 12 and/or heater 13, generally using the signal from the temperature probe 231.

[0072] A temperatura medida pela sonda de temperatura 231 é usada para adaptar a potência do aquecedor 13 e/ou a potência do aci- onador de ar 12 em um circuito de retroinformação para aplicar a receita de torrefação R aos grãos.[0072] The temperature measured by the temperature probe 231 is used to adapt the power of the heater 13 and/or the power of the air driver 12 in a feedback loop to apply the roasting recipe R to the beans.

[0073] Dependendo do tipo de controle, o aquecedor 13 pode ser alimentado em uma potência predeterminada, o que significa que sua temperatura é constante e, nesse caso, a potência do acionador de ar 12 pode ser controlada com base na temperatura monitorada na sonda 231 para variar o tempo de contato do ar de fluxo através do aquecedor durante seu movimento.[0073] Depending on the type of control, the heater 13 can be powered at a predetermined power, which means that its temperature is constant and in that case the power of the air driver 12 can be controlled based on the temperature monitored in the probe 231 to vary the contact time of the flow air through the heater during its movement.

[0074] Alternativamente, o acionador a ar 12 pode ser alimentado a uma potência predeterminada, o que significa que a vazão de ar é cons- tante e, nesse caso, a potência do aquecedor 13 pode ser controlada com base na temperatura monitorada na sonda 231 para aquecer mais ou menos ar durante sua passagem através do aquecedor.[0074] Alternatively, the air driver 12 can be powered at a predetermined power, which means that the air flow is constant and, in that case, the power of the heater 13 can be controlled based on the temperature monitored in the probe 231 to heat more or less air as it passes through the heater.

[0075] Em uma última alternativa, tanto o aquecedor 13 como o con- dutor de ar 12 podem ser controlados com base no monitoramento da temperatura pela sonda 231.[0075] As a last alternative, both heater 13 and air conduit 12 can be controlled based on temperature monitoring by probe 231.

[0076] Uma parte do programa de torrefação se baseia em uma re- ceita de torrefação que compreende um perfil de temperatura em função do tempo a ser aplicado aos grãos. O programa de torrefação de grãos de café é configurado para torrefação de grãos parcialmente pré-torra- dos.[0076] A part of the roasting program is based on a roasting recipe that comprises a temperature profile as a function of time to be applied to the beans. The coffee bean roast program is configured for roasting of partially pre-roasted beans.

[0077] A Figura 3 ilustra os perfis de aquecimento (temperatura em função do tempo) para torrefação de grãos de café verdes (curva Averde) e grãos parcialmente pré-torrados da mesma origem (curva Apré-torrado) no aparelho 1. T1.rachadura.início é o tempo correspondente ao início da pri- meira rachadura, T1.rachadura-final é o tempo correspondente ao final da pri- meira rachadura, T2.rachadura-início é o tempo correspondente ao início da segunda rachadura.[0077] Figure 3 illustrates the heating profiles (temperature as a function of time) for roasting green coffee beans (Agreen curve) and partially pre-roasted beans from the same origin (Pre-roasted curve) in appliance 1. T1. crack.start is the time corresponding to the beginning of the first crack, T1.crack-end is the time corresponding to the end of the first crack, T2.crack-start is the time corresponding to the beginning of the second crack.

[0078] Conforme ilustrado na curva Apré-torrado, quando os grãos tive- rem sido parcialmente pré-torrados, o perfil de aquecimento é mais curto no tempo: a primeira parte da curva Averde não é aplicada, ainda assim o perfil de aquecimento começa antes da t1.rachadura-final. Consequente- mente, no aparelho de torrefação 1, o sistema de controle é configurado para aplicar uma receita de torrefação ou programa de torrefação dedi- cado à torrefação de grãos parcialmente pré-torrados, conforme ilus- trado pelo perfil de aquecimento da curva Apré-torrado.[0078] As illustrated in the Pre-roasted curve, when the beans have been partially pre-roasted, the heating profile is shorter in time: the first part of the Green curve is not applied, yet the heating profile starts before t1.end-crack. Consequently, in roaster 1, the control system is configured to apply a roasting recipe or roasting program dedicated to the roasting of partially pre-roasted beans, as illustrated by the heating profile of the Pre-roast curve. roasted.

[0079] A fonte de alimentação 21 é operável para fornecer energia elétrica aos ditos componentes controlados e à unidade de processa- mento 18. A fonte de alimentação 21 pode compreender vários meios,[0079] The power supply 21 is operable to supply electrical energy to said controlled components and to the processing unit 18. The power supply 21 may comprise various means,

como uma bateria ou uma unidade para receber e condicionar uma ali- mentação elétrica principal. A fonte de alimentação 21 pode ser conec- tada operacionalmente à parte da interface de usuário 20 para ligar ou desligar o aparelho de torrefação 1.as a battery or a unit to receive and condition a main electrical supply. The power supply 21 can be operatively connected to the user interface part 20 to turn the roaster 1 on or off.

[0080] Com base em outra parte das instruções armazenadas na unidade de memória 19, a unidade de processamento 18 é operável para: - medir a concentração de ao menos um componente VOC na fumaça produzida no recipiente durante o tempo em que a receita de torrefação é aplicada, - detectar um aumento da concentração medida em função do tempo, - interromper o aquecimento se nenhum aumento da concen- tração medida ocorrer após um tempo de referência definido t1.[0080] Based on another part of the instructions stored in the memory unit 19, the processing unit 18 is operable to: - measure the concentration of at least one VOC component in the smoke produced in the vessel during the time that the roasting recipe is applied, - detect an increase in the measured concentration as a function of time, - stop heating if no increase in the measured concentration occurs after a defined reference time t1.

[0081] Durante a operação de torrefação, a entrada 230 da concen- tração de ao menos um componente VOC, de preferência na lista de: CO, CO2, NO, NO2, SO2, formaldeído, na fumaça produzida no recipi- ente é monitorada pela unidade de processamento 18.[0081] During the roasting operation, input 230 of the concentration of at least one VOC component, preferably in the list of: CO, CO2, NO, NO2, SO2, formaldehyde, in the smoke produced in the vessel is monitored by the processing unit 18.

[0082] Com base na medida da concentração durante o tempo em que a receita de torrefação é aplicada, a unidade de processamento 18 é configurada para detectar um aumento dessa concentração em fun- ção do tempo.[0082] Based on the concentration measurement during the time the roasting recipe is applied, the processing unit 18 is configured to detect an increase in this concentration as a function of time.

[0083] De preferência, o aumento da concentração a ser detectada é suficientemente importante para corresponder à produção de compo- nentes de VOC durante a primeira rachadura de grãos de café.[0083] Preferably, the increase in concentration to be detected is sufficiently important to correspond to the production of VOC components during the first cracking of coffee beans.

[0084] Com base no acompanhamento da concentração, a unidade de processamento 18 é configurada para interromper o aquecedor elé- trico se nenhum aumento de concentração ocorrer após um tempo de referência definido t1.[0084] Based on concentration tracking, processing unit 18 is configured to stop the electric heater if no concentration increase occurs after a defined reference time t1.

[0085] De fato, se nenhum aumento de concentração ocorrer em um tempo relativamente curto após o início do processo, isso significa que nenhum grão parcialmente pré-torrado foi introduzido no interior do aparelho e que o recipiente 11 retém grãos verdes ou grãos completa- mente torrados ou mesmo nenhum grão.[0085] In fact, if no increase in concentration occurs within a relatively short time after the start of the process, this means that no partially pre-roasted beans have been introduced into the interior of the apparatus and that the container 11 retains green beans or fully-roasted beans. roasted or even no grains at all.

[0086] Conforme ilustrado nas curvas da Figura 3, durante a aplica- ção do mesmo perfil de aquecimento aos grãos de café parcialmente pré-torrados e aos grãos verdes das mesmas origens (ou seja, os grãos de café parcialmente pré-torrados foram obtidos a partir dos ditos grãos verdes), a primeira rachadura dos grãos verdes ocorre depois da pri- meira rachadura dos grãos de café parcialmente pré-torrados.[0086] As illustrated in the curves of Figure 3, during the application of the same heating profile to the partially pre-roasted coffee beans and to the green beans from the same origins (that is, the partially pre-roasted coffee beans were obtained from said green beans), the first cracking of the green beans occurs after the first cracking of the partially pre-roasted coffee beans.

[0087] A Figura 4 ilustra esquematicamente a concentração medida Q de CO na fumaça produzida no recipiente durante o aquecimento de: - grãos verdes (Curva Bverde), e - grãos de café parcialmente pré-torrados obtidos a partir da mesma origem que os grãos verdes (curva Bpré-torrado) de acordo com o perfil de aquecimento (temperatura versus tempo) da curva Apré-torrado da Figura 3.[0087] Figure 4 schematically illustrates the measured concentration Q of CO in the smoke produced in the container during heating of: - green beans (Bgreen curve), and - partially pre-roasted coffee beans obtained from the same origin as the beans green (pre-roasted curve) according to the heating profile (temperature versus time) of the pre-roasted curve in Figure 3.

[0088] Em ambos os casos, a curva mostra um pico correspondente à emissão de CO. A concentração de CO começa a aumentar no mo- mento em que a primeira rachadura dos grãos ocorre e continua até atingir seu máximo após a segunda rachadura.[0088] In both cases, the curve shows a peak corresponding to CO emission. The concentration of CO starts to increase at the moment the first cracking of the grains occurs and continues until it reaches its maximum after the second cracking.

[0089] O aumento da concentração de CO correspondente à pri- meira rachadura dos grãos parcialmente pré-torrados ocorre no tempo tpré-torrado, que é anterior ao tempo tverde correspondente ao aumento da concentração de CO e à primeira rachadura dos grãos verdes.[0089] The increase in CO concentration corresponding to the first cracking of partially pre-roasted beans occurs at the time tpre-roasted, which is before the time tgreen corresponding to the increase in CO concentration and the first cracking of the green beans.

[0090] Definindo-se um tempo de referência t1 maior que tpré-torrado, porém menor que tverde, é possível discriminar grãos parcialmente pré- torrados de grãos verdes. Em geral (mas pode depender de um tipo de grão parcialmente pré-torrado para outro), o tempo de referência t1 é ajustado para 5 minutos.[0090] By defining a reference time t1 greater than tpre-roasted, but smaller than tgreen, it is possible to discriminate partially pre-roasted grains from green grains. In general (but may depend from one type of partially pre-roasted bean to another), the reference time t1 is set to 5 minutes.

[0091] Se grãos completamente torrados até após a segunda racha- dura tiverem sido introduzidos no recipiente no lugar dos grãos parcial- mente torrados, então nenhum aumento da concentração de CO seria detectada antes ou depois do tempo t1 de modo similar aos grãos ver- des.[0091] If fully roasted beans until after the second crack were introduced into the container in place of partially roasted beans, then no increase in CO concentration would be detected before or after time t1 in a similar way to green beans. des.

[0092] Se os grãos são torrados até um ponto entre o final da pri- meira rachadura e o início da segunda rachadura, então a emissão de CO seria imediatamente detectada, ou seja, antes de t pré-torrado. Conse- quentemente, ao definir um tempo de referência t0 menor que tpré-torrado, é possível discriminar esses grãos de grãos parcialmente pré-torrados. Em geral (mas pode depender de um tipo de grão parcialmente pré- torrado para outro), o tempo de referência t0 é ajustado para 3 minutos.[0092] If the beans are roasted to a point between the end of the first crack and the beginning of the second crack, then CO emission would be immediately detected, ie, before t pre-roasted. Consequently, by setting a reference time t0 shorter than tpre-roasted, it is possible to discriminate these grains from partially pre-roasted grains. In general (but may depend from one type of partially pre-roasted bean to another), the reference time t0 is set to 3 minutes.

[0093] Finalmente, dependendo do tipo de grão identificado no re- cipiente, o sistema de controle é configurado para continuar ou parar o aquecedor 13.[0093] Finally, depending on the type of grain identified in the container, the control system is configured to continue or stop heater 13.

[0094] Se os grãos forem identificados como grãos parcialmente pré-torrados, pode-se buscar o aquecimento de acordo com a receita de torrefação.[0094] If the beans are identified as partially pre-roasted beans, heating according to the roasting recipe can be sought.

[0095] Se os grãos forem identificados como grãos verdes ou grãos completamente torrados, o aquecimento é interrompido e um alerta é enviado ao usuário, por exemplo, através da interface de usuário 20.[0095] If the beans are identified as green beans or fully roasted beans, heating is stopped and an alert is sent to the user, for example via the user interface 20.

[0096] Como resultado, os grãos são introduzidos dentro do recipi- ente pelo usuário e informações sobre seu tipo podem ser fornecidas pelo usuário à unidade de processamento no modo mais avançado (ma- nual ou automaticamente com um código). Ainda assim, qualquer que seja o modo, uma vez que os grãos são introduzidos manualmente den- tro do recipiente, há um risco de que o usuário não introduza grãos par- cialmente pré-torrados dentro do recipiente e, em particular, se esqueça de remover os grãos completamente torrados de uma operação anterior ou introduza grãos verdes dentro do recipiente.[0096] As a result, grains are introduced into the container by the user and information about their type can be provided by the user to the processing unit in the most advanced mode (manually or automatically with a code). Still, whatever the mode, since the beans are manually introduced into the container, there is a risk that the user will not introduce partially pre-roasted beans into the container and, in particular, will forget to remove fully roasted beans from a previous operation or introduce green beans into the container.

[0097] O aparelho da presente invenção apresenta a vantagem de evitar qualquer risco de incêndio devido à imprudência do usuário sem a implementar dispositivos complexos e caros.[0097] The apparatus of the present invention has the advantage of avoiding any risk of fire due to user recklessness without implementing complex and expensive devices.

[0098] Na etapa de aplicação de uma receita de torrefação que compreende ao menos um perfil de temperatura em função do tempo mediante o controle do aquecedor elétrico e/ou do acionador de fluxo de ar com base na medição do sensor de temperatura, a receita de tor- refação pode ser uma receita por padrão para torrefação de grãos par- cialmente pré-torrados ou pode ser uma receita dedicada aos grãos par- cialmente pré-torrados identificados na etapa de identificação opcional e derivados de uma etapa opcional de obtenção da receita de torrefação dedicada para esses grãos identificados.[0098] In the step of applying a roasting recipe that comprises at least one temperature profile as a function of time by controlling the electric heater and/or the airflow trigger based on the measurement of the temperature sensor, the recipe roasting can be a default recipe for roasting partially pre-roasted beans or it can be a recipe dedicated to partially pre-roasted beans identified in the optional identification step and derived from an optional recipe step of dedicated roasting for these identified beans.

[0099] Essa receita de torrefação dedicada pode ser obtida a partir da unidade de memória 19 do aparelho de torrefação ou transferida por download de um servidor através da interface de comunicação 24 ou lida pelo leitor de código durante a etapa opcional de leitura de código, sendo que a receita faz parte das informações relacionadas à identifica- ção dos grãos.[0099] This dedicated roasting recipe can be obtained from the memory unit 19 of the roasting apparatus or downloaded from a server via the communication interface 24 or read by the code reader during the optional code reading step, The recipe is part of the information related to the identification of the grains.

[0100] Embora a invenção tenha sido descrita com referência às modalidades ilustradas acima, deve-se compreender que a invenção, conforme reivindicada, não está limitada, de qualquer modo, por essas modalidades ilustradas.[0100] While the invention has been described with reference to the illustrated embodiments above, it should be understood that the invention as claimed is not limited in any way by those illustrated embodiments.

[0101] Variações e modificações podem ser realizadas sem se afas- tar do escopo da invenção, como definido nas reivindicações. Além disso, se existirem recursos específicos equivalentes conhecidos, tais equivalentes são incorporados como se fossem tivessem sido especifi- camente mencionados neste relatório descritivo.[0101] Variations and modifications may be carried out without departing from the scope of the invention, as defined in the claims. In addition, if there are known equivalent specific resources, such equivalents are incorporated as if they had been specifically mentioned in this specification.

[0102] Como usado neste relatório descritivo, as palavras "compre- ende", "compreendendo" e palavras similares não devem ser interpre- tadas em um sentido exclusivo ou exaustivo. Em outras palavras, elas se destinam a significar "que inclui(em), mas não se limita(m) a". Lista de referências nos desenhos: torrador 1 unidade de torrefação 10 recipiente 11 cabo 112 ventilador 12 motor 121 aquecedor 13 placa perfurada 14 gabinete 15 base 151 corpo 152 entrada de água 153 pés 154 coletor de palha 16 tampa 17 unidade de processamento 18 sistema de controle 180 memória 19 interface de usuário 20 fonte de alimentação 21 sensor 23 entrada 230 sensor de temperatura 231 sensor de concentração 232 interface de comunicação 24 leitor de código 3[0102] As used in this specification, the words "comprises", "comprising" and similar words are not to be interpreted in an exclusive or exhaustive sense. In other words, they are intended to mean "which includes(in), but is not limited to". List of references in the drawings: roaster 1 roasting unit 10 container 11 cable 112 fan 12 motor 121 heater 13 perforated plate 14 cabinet 15 base 151 body 152 water inlet 153 feet 154 straw collector 16 cover 17 processing unit 18 control system 180 memory 19 user interface 20 power supply 21 sensor 23 input 230 temperature sensor 231 concentration sensor 232 communication interface 24 code reader 3

Claims (11)

REIVINDICAÇÕES 1. Aparelho para torrefação de grãos de café parcialmente pré-torrados, caracterizado por compreender: - um recipiente (1) para conter os grãos de café, - um aquecedor elétrico (13) para aquecer os grãos de café contidos no recipiente, - ao menos um sensor de temperatura (23) para medir a tem- peratura no recipiente, - um sistema de controle (180) operável para controlar o aquecedor, em que o sistema de controle é configurado para: - aplicar uma receita de torrefação dedicada à torrefação de grãos parcialmente pré-torrados que compreende ao menos um perfil de temperatura em função do tempo, - medir a concentração de ao menos um componente orgâ- nico volátil (volatile organic component, VOC) na fumaça produzida no recipiente durante o tempo em que a receita de torrefação é aplicada, - detectar um aumento da concentração medida em função do tempo, - interromper o aquecimento se nenhum aumento da concen- tração medida ocorrer após um tempo de referência definido t1.1. Apparatus for roasting partially pre-roasted coffee beans, characterized in that it comprises: - a container (1) for holding the coffee beans, - an electric heater (13) for heating the coffee beans contained in the container, - at least one temperature sensor (23) for measuring the temperature in the vessel, - a control system (180) operable to control the heater, wherein the control system is configured to: - apply a roasting recipe dedicated to roasting of partially pre-roasted beans comprising at least one temperature profile as a function of time, - measure the concentration of at least one volatile organic component (VOC) in the smoke produced in the container during the time the roasting recipe is applied, - detect an increase in the measured concentration as a function of time, - stop heating if no increase in the measured concentration occurs after a defined reference time t1. 2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a concentração de ao menos um componente da lista de: CO, CO2, NO, NO2, SO2, formaldeído ser medida.Apparatus according to claim 1, characterized in that the concentration of at least one component from the list of: CO, CO2, NO, NO2, SO2, formaldehyde is measured. 3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracte- rizado por o tempo de referência t1 ser ajustado para 5 minutos.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the reference time t1 is set to 5 minutes. 4. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações antecedentes, caracterizado por o sistema de controle ser configurado para interromper o aquecedor elétrico se o primeiro aumento da con- centração medida do ao menos um componente orgânico volátil (VOC)4. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the control system is configured to stop the electric heater if the first increase in the measured concentration of the at least one volatile organic component (VOC) ocorrer antes de um tempo de referência definido t0.occur before a defined reference time t0. 5. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações antecedentes, caracterizado por o tempo de referência t0 ser ajustado para 3 minutos.Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the reference time t0 is set to 3 minutes. 6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações antecedentes, caracterizado por o sistema de controle ser configurado para obter a identificação do tipo de grão introduzido no recipiente pelo usuário.6. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the control system is configured to obtain the identification of the type of grain introduced into the container by the user. 7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações antecedentes, caracterizado por a identificação dos grãos poder ser ob- tida: - por entrada manual de dados pelo usuário, - a partir de um dispositivo de identificação configurado para ler meios de identificação de um pacote de grãos apresentado/digitali- zado pelo usuário.Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the identification of the grains can be obtained: - by manual data entry by the user, - from an identification device configured to read identification means of a grain package presented/scanned by the user. 8. Método para torrefação de grãos de café com o uso do aparelho, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, ca- racterizado por compreender: - aplicar uma receita de torrefação dedicada à torrefação de grãos parcialmente pré-torrados que compreende ao menos um perfil de temperatura em função do tempo, - medir a concentração de ao menos um componente orgâ- nico volátil (VOC) na fumaça produzida no recipiente durante o tempo em que a receita de torrefação é aplicada, - detectar um aumento da concentração medida em função do tempo, - interromper o aquecimento se nenhum aumento da concen- tração medida ocorrer após um tempo de referência definido t1.8. Method for roasting coffee beans using the apparatus, as defined in any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises: - applying a roasting recipe dedicated to the roasting of partially pre-roasted beans comprising at the least one temperature profile as a function of time, - measure the concentration of at least one volatile organic component (VOC) in the smoke produced in the container during the time the roasting recipe is applied, - detect an increase in the measured concentration as a function of time, - interrupt heating if no increase in the measured concentration occurs after a defined reference time t1. 9. Método, como definido em qualquer uma das reivindica-9. Method as defined in any one of the claims ções antecedentes, caracterizado por compreender interromper o aque- cedor elétrico se o primeiro aumento da concentração medida do ao menos um componente orgânico volátil (VOC) ocorrer antes de um tempo de referência definido t0.tions, characterized by interrupting the electric heater if the first increase in the measured concentration of at least one volatile organic component (VOC) occurs before a defined reference time t0. 10. Programa de computador de uma unidade de processa- mento de um sistema de controle de um aparelho para torrefação de grãos de café, que compreende um recipiente para conter grãos de café, um aquecedor elétrico para aquecer grãos de café contidos no recipi- ente e ao menos um sensor para medir a concentração de ao menos um componente orgânico volátil (VOC) na fumaça produzida no recipi- ente, caracterizado por compreender um código de programa e/ou ló- gica de programa que, quando executado na unidade de processa- mento, executa as etapas de: - aplicar uma receita de torrefação dedicada à torrefação de grãos parcialmente pré-torrados que compreende ao menos um perfil de temperatura em função do tempo, - medir a concentração de ao menos um componente orgâ- nico volátil (VOC) na fumaça produzida no recipiente durante o tempo em que a receita de torrefação é aplicada, - detectar um aumento da concentração medida em função do tempo, - interromper o aquecimento se nenhum aumento da concen- tração medida ocorrer após um tempo de referência definido t1.10. Computer program of a processing unit of a control system of an apparatus for roasting coffee beans, which comprises a container for holding coffee beans, an electric heater for heating coffee beans contained in the container and at least one sensor for measuring the concentration of at least one volatile organic component (VOC) in the smoke produced in the container, characterized in that it comprises a program code and/or program logic that, when executed in the processing unit - ment, performs the steps of: - applying a roasting recipe dedicated to the roasting of partially pre-roasted beans that comprises at least one temperature profile as a function of time, - measuring the concentration of at least one volatile organic component ( VOC) in the smoke produced in the vessel during the time the roasting recipe is applied, - detect an increase in the measured concentration as a function of time, - stop heating if no increase in concentration n- measured traction occurs after a defined reference time t1. 11. Programa de computador, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o código de programa e/ou a lógica de programa efetuar as etapas de interromper o aquecedor elétrico se o primeiro au- mento da concentração medida do ao menos um componente orgânico volátil (VOC) ocorrer antes de um tempo de referência definido t0.Computer program according to claim 10, characterized in that the program code and/or program logic performs the steps of interrupting the electric heater if the first increase in the measured concentration of the at least one volatile organic component (VOC) occurs before a defined reference time t0.